基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测方法和设备

技术领域

本发明一般涉及电力领域，并且更具体地，涉及基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测方法和设备。

背景技术

为落实国家提出的“碳达峰、碳中和”目标要求，应积极完成新型电力系统电力市场与碳权市场的联合交易运行机制的目标，但新型配电网中碳交易引入电力市场后的运行受到多方面的制约，如电碳价格对新能源与电氢储能参与需求侧响应引导效率低导致其参与需求响应积极性不高的问题，导致需求侧响应市场与碳排放市场两者之间的动态协调能力较弱，造成新能源发电和电氢储能在碳排放权价格影响下的效率效益降低的问题。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测方案，从而获得基于电氢储能协调的电价碳价相关指数。

在本发明的第一方面，提供了一种基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测方法。该方法包括：

在固定时间范围内，以固定时间间隔获取目标区域内的的电价碳价影响值，对所述电价碳价影响值进行归一化处理；

根据归一化后的电价碳价影响值分别计算电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子；

根据电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，预测电价碳价相关指数。

进一步地，所述以固定时间间隔获取目标区域内的电价碳价影响值，包括：

在固定时间范围内，以固定时间间隔采集电价变化量、储电装置充放电功率、储氢容量、储氢罐体压力、碳排放量、储氢装置充放能功率、负荷消耗功率变化量。

进一步地，所述对所述电价碳价影响值进行归一化处理，包括：

对电价变化量进行归一化：

其中，

对储电装置充放电功率进行归一化：

其中，

对储氢容量进行归一化：

其中，

对储氢罐体压力进行归一化：

其中，

对碳排放量进行归一化：

其中，

对储氢装置充放能功率进行归一化：

其中，

对负荷消耗功率变化量进行归一化：

其中，

进一步地，根据归一化后的电价碳价影响值计算电源侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，包括：

其中，l

进一步地，根据归一化后的电价碳价影响值计算电网侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，包括：

其中，l

进一步地，根据归一化后的电价碳价影响值计算负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，包括：

其中，l

进一步地，所述根据电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，预测电价碳价相关指数，包括：

定义电价碳价相关指数r：

W

其中，

在本发明的第二方面，提供了一种基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测装置。该装置包括：

获取模块，用于以固定时间间隔获取目标区域内的的电价碳价影响值，对所述电价碳价影响值进行归一化处理；

计算模块，用于根据归一化后的电价碳价影响值分别计算电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子；

预测模块，用于根据电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，预测电价碳价相关指数。

在本发明的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明第一方面的方法。

在本发明的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明第一方面的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测方法的流程图；

图2示出了根据本发明的实施例的基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测装置的方框图；

图3示出了能够实施本发明的实施例的示例性电子设备的方框图；

其中，200为装置、210为归一化模块、220为计算模块、230为预测模块、300为电子设备、301为计算单元、302为ROM、303为RAM、304为总线、305为I/O接口、306为输入单元、307为输出单元、308为存储单元、309为通信单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1示出了本发明实施例的基于电氢储能协调的电价碳价相关指数预测方法的流程图。

该方法包括：

S101、在固定时间范围内，以固定时间间隔获取目标区域内的的电价碳价影响值。

作为本发明的一种实施例，所述固定时间范围为预先选取的一段时间，所述固定时间间隔为以一个时间间隔将所述固定时间范围分为若干时间段，每两个时间段之间为一个时刻，在所述固定时间范围内共有n个固定时间间隔的时刻tc

作为本发明的一种实施例，在以固定时间间隔获取目标区域内的电价碳价影响值之前，建立电氢储能协调的电价碳价电网监测数据的时间序列。具体包括：

采用皮尔森相关系数，计算如下电价碳价相关指数r：

式中，

作为本发明的一种实施例，所述以固定时间间隔获取目标区域内的电价碳价影响值，包括：

在固定时间范围内，以固定时间间隔采集电价变化量、储电装置充放电功率、储氢容量、储氢罐体压力、碳排放量、储氢装置充放能功率、负荷消耗功率变化量。

在本实施例中，测量得到各个时刻电价变化量ρ

作为本发明的一种实施例，在获取目标区域内的电价碳价影响值后，对所述电价碳价影响值进行归一化处理。所述对所述电价碳价影响值进行归一化处理，包括：

对电价变化量进行归一化：

其中，

对储电装置充放电功率进行归一化：

其中，

对储氢容量进行归一化：

其中，

对储氢罐体压力进行归一化：

其中，

对碳排放量进行归一化：

其中，

对储氢装置充放能功率进行归一化：

其中，

对负荷消耗功率变化量进行归一化：

其中，

S102、分别计算电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子。

作为本发明的一种实施例，根据归一化后的电价碳价影响值计算电源侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，包括：

其中，l

作为本发明的一种实施例，根据归一化后的电价碳价影响值计算电网侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，包括：

其中，lf为电网侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，

作为本发明的一种实施例，根据归一化后的电价碳价影响值计算负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，包括：

其中，l

S103、根据电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，预测电价碳价相关指数。

作为本发明的一种实施例，所述根据电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，预测电价碳价相关指数，包括：

采用皮尔森相关系数，计算如下电价碳价相关指数r：

W

其中，

在本实施例中，若电氢储能协调的电价碳价相关指数预测值大于0.5，则认为电价碳价相关性过大，此时新能源发电减碳能力较弱，应提升电氢储能参与新能源消纳的价格，以提升新能源发电比例。如果预测值小于0.5，则认为电价碳价相关性过小，此时新能源发电减碳能力较强，可减小电氢储能参与新能源消纳的价格，以提升电网运行经济性。

下面通过一个具体实施例，对上述过程进行阐述。

步骤1：设定电网监测时间序列及参数采集归一化处理

本发明选取某区域电网实际运行状况为案例进一步解释分析，在n个固定时间间隔的时刻，对电价变化量、储电装置充放电功率、储氢容量、储氢罐体压力、碳排放量、储氢装置充放能功率、负荷消耗功率变化量进行测量，采用皮尔森相关系数，计算如下电价碳价相关指数r：

选取供电区域数nare＝3，固定时间测量间隔为48h，测量3个不同供电区域对电价变化量ρ

根据上述测量数据，计算出n＝6个测量时刻下3个不同供电区域对电价变化量ρ

步骤2：计算电源侧、电网侧、负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子。

(1)计算在电源侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子：

(2)计算在电网侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子：

(3)计算在负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子：

步骤3：计算未来下一时刻的电氢储能协调的电价碳价相关指数预测值。

基于在电源侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子l

若计算得到的电价碳价相关指数预测值小于0.5，则认为电价碳价相关性过小，此时新能源发电减碳能力较强，可减小电氢储能参与新能源消纳的价格，不但能提高节能减碳的改造效率，同时还有望减少企业在这一过程中的资金投入，提高营运能力有效提升的可能性，提高能源效率、减碳水平和安全保障能力。

根据本发明的实施例，在电氢储能参与协调的电网实际运行当中，通过实时的对电价碳价相关指数预测值进行计算。如果计算出的电氢储能协调电价碳价相关指数预测值较大，则认为电价碳价关联性较强，此时新能源发电减碳能力较弱。如果计算出的电氢储能协调电价碳价相关指数预测值较小,则认为电价碳价关联性较弱，此时新能源发电减碳能力较强，可减小电氢储能参与新能源消纳的价格，以提升电网运行经济性。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

如图2所示，装置200包括：

获取模块210，用于以固定时间间隔获取目标区域内的的电价碳价影响值，对所述电价碳价影响值进行归一化处理；

计算模块220，用于根据归一化后的电价碳价影响值分别计算电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子；

预测模块230，用于根据电源侧、电网侧和负荷侧对电氢储能协调的电价碳价相关指数的影响因子，预测电价碳价相关指数。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本发明的实施例，本发明还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。

图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备300的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

设备300包括计算单元301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的计算机程序或者从存储单元308加载到随机访问存储器(RAM)303中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还可存储设备300操作所需的各种程序和数据。计算单元301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。

设备300中的多个部件连接至I/O接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元301的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元301执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S101～S103。例如，在一些实施例中，方法S101～S103可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到RAM 303并由计算单元301执行时，可以执行上文描述的方法S101～S103的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S101～S103。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。